Дифференцирования и интегрирования

Задание 1. Определить частотные свойства макромоделей дифференциатора и интегратора.

Поместить в рабочем окне источник гармонического напряжения типа Sine Source c частотой 1 Гц, амплитудой 1 В и с постоянной составляющей 0.1 В.

Для размещения функциональных блоков дифференцирования и интегрирования использовать команду меню

Component → Analog Primitives → Macros → Dif (или Int)

и задать в окне их характеристики:

 

 

Масштаб преобразования (параметр SCALE) в обоих блоках равен единице. Начальное напряжение на выходе интегратора (параметр VINIT) равно нулю.

Макромодели дифференциатора и интегратора находятся в файлах dif.mac и int.mac.

При существующих параметрах этих блоков АЧХ и ФЧХ строятся в диапазоне частот 0.01...1 Гц. Заполненное окно настройки графиков имеет вид:

 

АЧХ и ФЧХ дифференциатора и интегратора имеют вид:

 

Задание 2. Исследование характеристик дифференциатора и интегратора во временной области. Моделирование ведется в режиме Transient Analysis на интервале времени 5 с.

На график выводятся осциллограммы напряжений на входе и на выходах схемы.

 

Результаты моделирования имеют вид:

Выводы.

1. Напряжение на выходе интегратора возрастает во времени вследствие наличия во входном сигнале постоянной составляющей. Дифференциатор на постоянную составляющую не реагирует.

2. Амплитуда переменного напряжения на выходе дифференциатора линейно возрастает с увеличением частоты, а на выходе интегратора – уменьшается.

3. При использовании логарифмического масштаба координатных осей это изменение составляет 20 дБ на декаду.

4. Фаза напряжения на выходе дифференциатора опережает фазу входного напряжения на 90 градусов, а напряжение на выходе интегратора отстает по фазе от входного на 90 градусов.

 

Работа 7_2. Исследование макромоделей, заданных схемами замещения

 

Найти реакцию функциональных блоков X1 (апериодическое звено), X2 (блок вычисления абсолютного значения) и X3 (двухсторонний ограничитель) на входной амплитудно-модулированный гармонический сигнал.

Функциональные блоки размещаются командами меню Component → Analog Primitives → Macros → F (апериодическое звено), Abs (блок вычисления абсолютного значения) и Clip (двухсторонний ограничитель).

 

 

 

 

Схемы макромоделей Abs и Clip, хранящиеся в библиотеке, имеют вид:

Результаты моделирования: